Mit grünem Wasserstoff Richtung Energiewende

Ein Gas als Energieträger, das mithilfe von erneuerbarem Strom wie Solar- oder Windenergie hergestellt wird, gespeichert werden kann und sektorenübergreifend nutzbar ist: Sogenannter grüner Wasserstoff ist ein zentraler Baustein im Gerüst einer nachhaltigen und wirtschaftlichen Energieversorgung. In unserer Pilotanlage in Brandenburg beispielsweise wenden wir das Power-to-Gas-Verfahren seit 2013 an. Hierbei wird basierend auf einer Elektrolyse Wasser durch den Einsatz von regenerativem Strom in seine Bestandteile Wasserstoff (H₂) und Sauerstoffaufgespalten – ohne, dass CO₂ oder Ruß entsteht. Zusätzlich wird durch den Prozess Wärme erzeugt, die weiter genutzt werden kann. In weiteren Verfahrensschritten kann reines H₂ außerdem zu flüssigen regenerativen Brenn- bzw. Kraftstoffen weiterverarbeitet werden. So wachsen die Bereiche Strom, Mobilität und Wärme (Prozess- und Heizwärme) weitgehend zusammen und die klimafreundliche Energie kann frei dort genutzt werden, wo sie gerade gebraucht wird. Auf diesem Weg ermöglichen wir bei Uniper eine effiziente Senkung der CO₂-Emission über alle Verbrauchssektoren hinweg. Dies gilt auch in Bereichen, in denen nur schwer oder gar nicht durch den direkten Einsatz von Strom dekarbonisiert werden kann, wie z.B. im Flug-, Schiffs- und Schwerlastverkehr.

Im Vergleich zu Strom kann H₂ langfristig in viel größeren Mengen gespeichert werden, was neben der Flexibilität im Energiesystem auch Versorgungssicherheit ermöglicht. Ein Thema, das in Zeiten des Umdenkens auf erneuerbare Energien, mehr Relevanz besitzt als je zuvor – denn was geschieht, wenn Energielieferanten wie Sonne und Wind plötzlich aussetzen? Darüber hinaus müssten Windräder aufgrund von Stromnetzüberlastung nicht mehr abgeregelt werden, weil die Energie in grünen Wasserstoff umgewandelt wird. Dieser kann dann als Energieträger in größeren Massen gespeichert werden. Für die optimale Lagerung eignen sich insbesondere Kavernenspeicher. Wir bei Uniper sind bestens vorbereitet und verfügen über eine Vielzahl geeigneter Anlagen, die bei Bedarf für die Speicherung von Wasserstoff umgerüstet und dem Markt zur Verfügung gestellt werden können.

Unsere Pilotprojekte zeigen, dass die Technologie marktreif ist. Raffinerien sowie die chemische Industrie nutzen H₂ bereits in großen Mengen – in der Regel wird dieses jedoch durch die Erdgas-Dampfreformierung gewonnen. In diesen Branchen bieten sich also bereits vielfältige Nutzungsmöglichkeiten für grünen Wasserstoff als Ersatz für den aus Erdgas generierten Wasserstoff, den sog. grauen Wasserstoff. In unseren Reallaboren wollen wir aktuell die Herstellung, den Transport sowie die Speicherung und Nutzung für unterschiedliche Verbrauchssektoren in großen Mengen erproben. Im Energiepark Bad Lauchstädt soll eine Großelektrolyse-Anlage mit einer Leistung von rund 35 MW grünen Wasserstoff mithilfe der Energie aus einem nahegelegenen Windpark produzieren. In einem Kavernenspeicher wird das H₂ zwischengelagert, bevor es über eine Gaspipeline seinen Weg ins Wasserstoffnetz der chemischen Industrie in Mitteldeutschland findet. „Allein in der Raffinerie und der chemischen Industrie würde die Umstellung auf grünen Wasserstoff bemerkenswerte CO₂-Einsparungen erzielen“, sagt Agnes Herdick, Senior Manager Hydrogen bei Uniper. Aus diesem Grund bieten wir jetzt Raffinerien an auf ihrem Produktionsstandort eine Elektrolyse-Anlage zu bauen und zu betreiben, die mit 15 MW elektrischer Leistung Wasserstoff aus erneuerbarem Strom herstellt. Dieser Wasserstoff soll dann in der Kraftstoffproduktion zum Einsatz kommen.

Die Einsatzmöglichkeiten in der Mobilität sowohl für reinen Wasserstoff als auch für die aus grünem H₂ weiterverarbeiteten Kraftstoffe sind vielfältig. Geht es um hohe Reichweiten und hohe Nutzlasten sowie eine schnelle Betankungsdauer, können batterieelektrische Antriebe kaum mithalten. Im Reallabor Norddeutschland werden deshalb zusätzlich Betankungskonzepte für Logistikunternehmen und Unternehmen des ÖPNV in Kombination mit der seit 2015 vor Ort installierten Power-to-Gas-Anlage untersucht und bei passenden wirtschaftlichen Voraussetzungen auch umgesetzt.

„Die derzeit hohen Umstellungskosten auf Verbraucherseite und die hohen Kosten auf Erzeugungsseite schweren erschweren bislang noch die Durchsetzung von grünem H₂ in vielen Sektoren. Sofern aber Anpassungen des rechtlichen Rahmens die wirtschaftliche Produktion und Nutzung fördern und ermöglichen, stehen wir bereit, grünen H₂ im Industriemaßstab unter der Nutzung von erwarteten Skalierungseffekten und Kostendegressionspotenzial in den Markt zu bringen “, so Herdick. „Einmal als Standardtechnologie akzeptiert, wird grüner Wasserstoff als Energieträger der Zukunft einen erheblichen Beitrag zum Gelingen der Energiewende leisten.“